飞机制造技术要点

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1、飞机加工技术是指通过改变毛坯或半成品的形状、尺寸、性质或表面状态，使其成为符合设计要求的飞机产品零部件的技术。2、飞机结构设计的基本要求)1)必须保证飞机具有准确的气动外形

)2)在确保导弹单次使用成功的前提下，为了满足规定的强度和刚度要求，必须尽量简化导弹结构，减轻质量，降低制造成本。)3)必须使飞机能够适应规定的严酷的自然环境和力学环境。)4)必须使飞机具有良好的可维护性)5)应加强飞机系统及各系统的电磁兼容设计三、采取的措施

)飞机结构材料主要采用比强度和比刚度高的金属材料和非金属复合材料，部分采用钛合金和铝锂合金。2 )在结构设计中，尽量采用先进的技术，以满足飞机结构、材料及加工精度等方面的要求。

(3)飞机正在向小型、大威力、超声速、超远距离方向发展，应大力推广和应用整体结构、蜂窝结构、强力旋压(包括内外旋压)、高性能增强复合材料结构。(4)计算机辅助设计与制造)大力推广应用CAD|CAM一体化技术，采用高精度通用机床设备和测试(包括无损探伤)设备，保证新一代武器系统制造精度，缩短研制周期。4、特点(1)新技术新技术应用往往比较快，新技术预研必须抢在飞机研制之前，为新型飞机的问世创造条件。)2)涉及的许多专业技术属于高新技术范畴。

)3)加工技术实践性强，其验证工作贯穿于飞机研制的全过程，特别是地面试验应充分、尽可能地模拟真实情况。)4)加工产品零部件质量控制非常严格。5、先进连接技术

焊接部分：钎焊、焊接、压接

)钎焊是通过在被接合的部件之间填充熔点比被接合材料低的材料并使其熔融，在接合界面润湿扩散，填充被接合头的间隙，然后冷却结晶，形成不可拆卸的冶金接合的接合方法。根据焊料液相线温度的高低，有钎焊和钎焊

特点)1)远低于母材熔化温度，不显著影响母材性能。 2 )在焊接熔融温度下对整个焊件主体均匀加热，可以对所有焊缝同时焊接，焊件温度梯度小，应力变形小，容易保证焊件的精度。 3 )可实现多种异种金属、金属与非金属的连接。 4 )对热源要求低，工艺简单，自动化容易，焊件具有相对较高的可靠性。)焊接是将材料加热到熔融状态后，冷却使其结晶，利用液相的相溶实现原子间结合的接合方法。加热源的不同可分为电弧焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊、气焊(利用化学热)。

特征)1)加热温度高2 )焊接金属零件有冶金过程3 )由于焊接温度梯度大，焊接金属零件变形也大4 )焊接金属组织存在相变，母材和填充金属在焊接时会在其附近扩散移动)压接是接合面在加压、摩擦、扩散等物理作用下，两个接合面以固体紧密接触，金属原子获得能量，活动能力增强相互接近，扩散形成固体接合。压接成分：摩擦焊、超声波焊接、爆炸焊接、扩散焊接、电阻焊接。特征)1)加热温度低于被焊接材料的熔点，如果不利用压力，接合材料就不会紧密接触2 )在压力下界面两侧存在原子的扩散，扩散的有无取决于加热的压力。 温度和时间3 )在维持基体本来的性能的情况下，能够得到同种或异种金属焊接的牢固的接合部4 )不受部件的大小、截面尺寸、表面形状的制约，能够实现复杂形状、厚度不同的接合部5 )二.锻造和铸造技术1、锻造是利用金属的可塑性能，通过锤击力和冲压压力，使坯料、铸锭的形状、尺寸发生变化，达到规定的要求，同时改善金属的组织和机械性能。 分为锻造自由锻造(包括压铸模锻造)和压铸模锻造两种。(1)自由锻造是指用锤子或压力机，用平模(砧)或简单形状的模具对金属进行冲压加工的方法，在一定温度条件下通过对金属进行冲压成形使其永久变形。

自由锻造特点：1)对于切削加工，金属在锻造前后体积不变(忽略表面氧化皮)，显微组织致密，机械性能好。 2 )相对于模锻等其他铸造方法，其工艺简单，对工艺装置要求不高，只需简单的模具或工具即可生产。 生产准备周期短，费用低，特别适用于试制和少量生产中的坯料工序。)塑性变形通常分为热变形和冷变形。 在高温下热变形时，金属的强度和硬度变化不大。 在低温下冷变形时，金属的强度和硬度会稍有变化。 这是因为，在热变形温度条件下，由于原子的扩散而发生恢复再结晶，但在冷变形时(低于恢复再结晶温度)不存在恢复和再结晶。)3)金属的塑性变形由晶内变形和晶间变形的叠加构成。 晶体内变形的主要原因是滑移。 滑坡的原子密度最大。)4)自由锻造的常用设备有空气锤、蒸汽-空气自由锻造锤和铸造压力机等。

2、轮胎模锻是在自由锻造的基础上发展起来的。

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（1）低压铸造的基本原理如图2-20所示，铸型装在密封的坩埚上，两者用升液管连接起来。坩埚内通入0.02-0.08MPa的压缩空气，在此压力作用下，坩埚内的铝合金液沿升液管自下而上通过浇口平稳地充满铸型，并在一定的压力下结晶，直至完全凝固。然后解除坩埚液面上的压力。升液管和浇道中没有凝固的铝合金液靠自重流回坩埚，铸型中间形成了所需要的铸件。

（2）与自由锻造相比较，低压铸造具有以下工艺特点1）低压铸造充型采取底注方式，且充型速度容易控制，合金液充型平稳。低压铸造依靠升液管输送合金，从而避免带入外来夹杂物，故充型合金液洁净。2）铸件在低压下结晶凝固，提高了铸件的补缩效果，铸件组织比较致密。3）低压铸造采取压力补缩使铸件的浇注系统简化，合金利用率得到提高4）合金液对铸型的平稳充填，相对提高了合金液的充填能力，有利于大型复杂薄壁铸件的铸造。5）浇注速度控制方便，以获得质量良好的铸件6）低压铸造仅需控制气动元件来进行浇注，减轻工人劳动强度，劳动条件好。（3）差压铸造是低压铸造与压力下结晶这两种先进工艺的结合，其特点是靠控制型腔中的反压力来调节合金液的上升速度；其次，压力场的作用贯穿于充型、结晶、凝固的全过程，因而具有优异的浇注、充型和凝固条件。（4）图2-27是差压铸造原理图。差压铸造时，铸型和盛有合金液的坩埚分别置于相互隔开并密封的上、下压力筒里。其充型可分为上压力筒减压法和下压力筒増压法两种。（5）差压铸造工艺特点：1）可以实现最佳充型速度2）可以获得组织致密的铸件3）可以减少铸件的壁厚效应4）有利于改善铸件的尺寸精度和表面质量5）生产周期较长。三、飞行器金属材料热处理工艺

热处理是改善金属材料及其制品（如飞行器零件、工具等）性能的重要加工工艺之一。热处理操作通常分为退火、正火、淬火、回火、冷处理、化学热处理和时效等。四、 飞行器的冷加工工艺普通铆接是指最常用的凸头或●头倒钉铆接，其铆接过程是：制铆钉孔，制埋头窝（对铆钉而言），放铆钉，铆接。无头铆钉连接，是将没有铆钉头的实心圆杆作为铆钉。 铆钉的机械化和自动化，是铆接技术发展的必然趋势。五、 焊接技术

焊接通常分为熔焊、压焊和钎焊三种。用熔化法的称为熔焊，按所需热源不同，有电弧焊、电渣焊、气焊、等离子焊接、电子束焊接及激光焊接等；用加压法（加热或不加热）的称为压焊，如接触焊、摩擦焊、锻焊和冷焊等；利用熔点较焊件低的焊料和焊件连接处一同加热，使熔化的焊料渗入并填满连接处间隙而达到连接（焊件未经熔化）称为钎焊，如铜焊、银焊、锡焊、超声波钎焊及真空钎焊等。1、 焊接方法概述（1） 电弧焊是包括有焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、等离子弧焊等。它是目前应用最广泛的焊接方法。

（2） 电阻焊是以电阻热最为能源的焊接方法，包括以熔渣电阻热为能源的电渣焊和以固体电阻热为能源的电阻焊。常见的以固体电阻热为能源的电阻焊，主要有点焊、缝焊、凸焊及对焊等。（3） 高能束焊有两种分别为电子束焊和激光焊。（4） 钎焊是利用熔点比被焊接材料的熔点低的金属做钎料，经过加热使钎料熔化，靠毛细管作用将钎料吸入到接头接触面的间隙内，润湿被焊金属表面，使液相与固相之间相互扩散而形成钎焊接头。因此，钎焊是一种固相兼液相的焊接方法。

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（3） 激光焊的特点1）聚焦后的激光具有很高的功率密度，焊接以深熔方式进行2）由于激光加热范围小，在同功率和焊接厚度条件下，焊接速度高3）激光焊残余应力和变形小4）可以焊接一般焊接方法难以焊接的材料，如高熔点金属等，甚至可用于非金属材料的焊接，如陶瓷、有机玻璃等5）激光能反射、透射，能在空间传播相当距离而衰减很小，可进行远距离或一些难以接近部位的焊接6）一台激光器可供多个工作台进行不同的工作，既可以用于焊接，又可以用于切割、合金化和热处理（4） 根据激光器输出能量及其工作方式的不同，激光焊分为连续激光焊和脉冲激光焊两种（包括高频脉冲连续激光焊）。前者在焊接过程中形成一条连续焊缝，后者焊接时形成一个圆点焊接。（5） 激光焊焊接过程中的几种效应：1）激光焊焊接过程中的等离子2）壁聚焦效应3）净化效应（6） 影响激光焊接质量的基本参数为激光功率、焊接速度、透镜焦距、聚焦位置、保护气体、被焊材料及接头形式等（7） 由于激光焊接是将光能转变为热能进行焊接的，因此，被焊物体对于激光的反射率是影响焊接速度的重要因素

4、 扩散焊原理：扩散焊指在一定的的温度和压力下使待焊表面相互接触，通过微观塑性变形或通过待焊表面的物理接触，经过较长时间的原子相互扩散来实现结合的一种焊接方法。

（1） 扩散焊过程大致可分为三个阶段：第一阶段为物理接触阶段，高温下微观不平的表面，在外加压力的作用下，总有一些点首先达到塑性变形，在压力的持续作用下，接触面积逐渐扩大，最终达到整个面的可靠接触；第二阶段是接触界面原子间的相互扩散，形成牢固地结合层；第三阶段是在接触部分形成的结合层，逐渐向体积方向发展，形成可靠的连接接头。（2） 扩散焊的特点1）扩散焊适合于耐热材料（耐热合金、铬、铝、银、铁等）、陶瓷、磁性材料及活性金属的连接。特别适合于不同种类的金属与非金属异种材料的连接。2）可以进行内部及多点，大面积构件的连接，以及电弧可达性不好，或用熔焊方法根本不能实现的连接3）是一种高精度的连接方法，用这种方法连接后，工件不变形，可以实现机械加工后的精密装配连接。（3） 扩散焊的不足之处1）零件待焊表面的制备和装备要求较高2）焊接热循环时间长，生产率低3）设备一次性投资较大，而且焊接工件的尺寸受到设备的限制4）接头连接质量的无损检测手段尚不完善（4） 真空扩散连接设由有以下几部分组成1）真空室2）扩散泵和机械泵组成的真空系统3）加热系统4）加压系统5）测量与控制系统（5） 扩散焊的方法：1）真空扩散焊2）等静压扩散焊3）场致扩散焊

5、 摩擦焊是一种基于摩擦焊的压焊方法。基本原理是在外力作用下，利用焊件接触面间的相对摩擦运动和塑性流动所产生的热量，使接触面积及其近缝区金属达到黏塑性状态并产生适当的宏观塑性变形，通过两侧材料间的互相扩散和动态再结晶而完成焊接。（1） 线性摩擦焊是一种固态连接技术。耗材摩擦焊是一种先进的焊接|焊敷技术。搅拌摩擦焊技术是一种高效、低耗、低成本、符合21世纪环境要求的固相连接新技术。（2） 搅拌摩擦焊优点：1）固相焊接过程，焊缝组织细化，无气孔、裂纹和元素烧损，无溅射、火焰及疏松2）质量与操作人员无关3）适于多种接头形式，对接、搭接及角接4）适于变截面焊缝和异质材料间的连接5）残余应力比熔焊低得多和残余变形极小6）可用机器人实现自动化，完成各种状态下的焊接操作。6、 飞行器电子设备的电气连接方法主要有焊接、压接、绕接、粘接及螺纹连接等。六、 特种加工技术与工艺

1、 电火花放电加工简称"电火花加工"，是利用电、热能量进行加工的方法，其加工方法是在液体介质中利用脉冲放电使金属工件发生电解腐蚀，以形成与工具电极形状相对应的表面。也称为放电加工或电蚀加工。（1） 电火花加工技术的应用领域包括电火花线切割、电火花成形、电解加工及特种加工等。2、 电火花加工的基本工艺规律：1）极性效应2）覆盖效应3）面积效应4）极限加工深度5）间隙特性6）脉冲放电特性7）介质效应8）电极与工件材料特性（1） 电火花加工技术指标：加工的尺寸精度，加工的表面粗糙度及表面变质特性，加工的生产率（2） 影响电加工质量的工艺参数：电参数，非电参数。

（3） 电火花成形加工是根据工件的要求制造出形状相对应的成形电极，用以蚀除工件，进行仿形加工的一种方法。（4） 电火花成形加工工艺的评定指标：加工速度、加工精度、表面质量。（电火花加工的表面质量是指表面粗糙度和表面层的物理机械性能）

（5） 电火花的加工特点1）电火花放电产生的高温足以熔化、汽化任何导电材料，可以加工传统切削加工方法难于加工，或无法加工的任何高强度、高韧性、高硬度、高脆性的导电材料2）电火花加工时，工具与零件不直接接触，没有传统切削加工方法的切削力，有利于微孔、窄缝和薄壁等低刚度零件的加工；适合于各种复杂截面的型孔、曲线孔、型腔等零件加工，也适合于精密细微加工3）电火花加工零件表面尺寸、形状一般是工具尺寸、形状的"复印"。由于工具材料不需要比零件硬，故工具易于制造、成本低，因此便于加工特殊及复杂形状零件4）电火花加工中，脉冲放电的持续时间极短，对整个零件而言，几乎不受热的影响，因此可减少热影响层，提高加工后的表面质量，也适用于加工热敏性材料（如硬质合金等）5）电火花加工机床的脉冲参数调节范围广，可在同一台机床上连续进行粗-半精-精加工。6）电火花加工的局限性在于它一般仅适用于导电材料，生产率低，工具电极损耗大，工具精度需比零件精度高1-2级7）由于表面熔化层和热影响层的存在，有些情况下对零件疲劳性能有影响，需要用磨粒流加工工艺去除。3、 电火花线切割加工主要分高速走丝和低速走丝两类。4、 电解加工的基本原理是利用金属在电解液中产生阳极溶解的原理将金属零件加工成形的。加工时零件接直流电源的正极，工具阴极接直流电源的负极，零件与工具之间通以高速流动的电解液，通常工具阴极以一定速度向零件送进，零件被加工部位不断溶解，最终加工出一定形状。（1） 电解加工常用的电解液有氯化钠、硝酸钠、氯酸钠、硫酸钠、亚硝酸钠等水溶液以及其混合液，电射流加工时也用硫酸等酸溶液。

（2） 成形电解加工的特点：电解加工优点1）加工范围广，可加工高硬度、高强度、高韧性等难切割的金属材料（如淬火钢、硬质合金、高温合金、不锈钢、钛合金等）2）能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型面或型腔（如锻模、叶片等）3）加工中无机械切削或切削热，因此适合于易变形或薄壁零件的加工4）加工后零件表面无残余应力，无加工变质，不出现飞边毛刺，可达到较低的表面粗糙度5）工具阴极不损耗，可长期使用6）生产率高。5、 高能束加工：

（1） 激光加工特点1）激光加工不需要加工工具，故不存在工具耗损问题，并且很适宜自动化连续操作2）由于激光的功率密度高，几乎对所有金属材料和非金属材料（如各种金属、陶瓷、石英、金刚石等）均可进行激光打孔；对于透明材料（如玻璃）也只需采取一些色化与打毛措施便可采取激光加工3）加工速度快、效率高，热影响区小4）由于激光加工不需要工具，又能聚焦成极细的光束，所以能加工深而小的微孔和窄缝（孔径可小至几微米，深度与直径之比可达10以上），适合于精微加工5）可透过透明材料（如玻璃）对零件进行加工。（2） 电子束加工：国际上通常把利用高能量密度的电子束对材料进行工艺处理的一切方法统称为电子束加工。（3） 离子束加工特点：1）它易于精确控制，工艺能力广泛，是当前最有前途的精密、微细加工工艺2）离子束是利用机械碰撞能量加工，故不论对金属、非金属都可用3）由于是靠碰撞去除或注入材料，实在极微小面积上进行的，所产生的能量很小，加工的表面质量好4）易于实现自动化5）设备费用高，成本高，效率低。

6、 化学铣切加工是依靠化学溶液对零件表面溶解的一种加工技术，即用化学腐蚀和电化学腐蚀原理加工零件的一种工艺方法。通过对化学溶液有效地控制，从零件上预先确定的部位、范围与深度上除去基体材料，而获得所需的加工尺寸和尺寸精度。七、 铝合金化学铣切加工1、铝合金化学铣切加工流程：化铣毛坯-1、清洁处理-2、碱洗涤-3、水洗-4、光化处理-5、水洗-6、干燥-7、涂保护胶-8、固化-9、刻型-10、化学铣切-11、水洗-12、光化处理-13、水洗-14、去除保护-质量检查。八、 计算机辅助制造技术1、 CNC技术：采用一台计算机作为几台数控机床的控制器进行分布式控制，随着计算机成本的降低，体积的减小，而发展成为每台机床都配备计算机控制器，即CNC技术。2、 目前通常所说的ＤＮＣ基于计算机网络，能进行数控程序文件管理，同时具有分布式和直接数控两种功能。九、飞行器表面处理工艺十、飞行器几何量精密测量技术十一、理化试验与无损检测技术

理化测试就是利用化学分析、机械性能测试、金相检验等方法对材料进行测试。无损检测技术就是在不损伤被检测材料、工件或设备的情况下，应用某些物理方法来测定材料、工件或设备的物理性能、状态和内部结构，检测其不均匀性，从而判定其合格与否。1、 材料的理化测试是包括金属材料和非金属材料的测试技术。其中金属材料理化测试主要有：化学分析、机械性能测试、金相检验、无损探伤等。 非金属材料理化测试主要有：高聚物、橡胶、防腐包装、玻璃与陶瓷等技术。2、 最常用的五种常规无损检测方法：射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测和涡流检测。 在其他无损检测方法中，应用比较多的三种方法有：声发射检测、红外检测和激光全息照相检测。